Общие сведения о процессе земляных работ и грунтах. Вес растительного грунта

При земляных работах выполняют следующие основные операции: отделение части грунта от естественного массива, набор отдельной части в рабочий орган машины, перемещение грунта в заданное место и отсыпку в тело земляного сооружения, отвал и т. д. или погрузку в транспортные средства, планирование и уплотнение грунта.

Место набора грунта называется забоем, а место отсыпки - отвалом.
Применяют три основных способа разработки грунта:
механический, при котором часть грунта отделяют от основного массива ковшовым или ножевым рабочим органом машины; гидравлический, когда грунт разрабатывают в сухих забоях - струей воды, а в забоях под водой - потоком воды, путем засасывания землесосом (плотные грунты разрыхляют при этом механическим способом - рыхлителем);

взрывной, при котором разрушают грунт и перемещают его з нужном направлении давлением газов, выделяемых взрывчатыми веществами при их сгорании.

Выбор способа разработки в значительной степени зависит от состава, механических и физических свойств грунта.

Основные свойства грунта, определяющие трудность их разработки,- это объемный вес, разрыхляемость, связность, липкость, водопроницаемость, водопоглощаемость, влажность, размываемость, устойчивость, сопротивление грунта резанию и копанию (при механическом способе) или удельный расход воды в кубических метрах на разработку 1 мг грунта (при гидравлическом способе).

Грунты в естественном залегании называют грунтами в плотном теле. Их объемный вес выражается обычно в кг/м3 или т/м3. При воздействии рабочего органа машины на грунт он разрыхляется и увеличивается в объеме. Отношение объема, занимаемого грунтом после его разрыхле­ния Ур, к первоначальному объему грунта в плотном теле Уп называется коэффициентом разрыхления КР: 

                                                                                                           Пример изображения

По объему в плотном теле и коэффициенту разрыхления грунта (табл. 5) устанавливают толщину снимаемого слоя (стружки) и путь набора грунта для 100%-ного наполнения рабочего органа, объем грунта, который можно погрузить в транспорт, площадь под отвал грунта и т. д.
Таблица 5
Значение объемного веса и коэффициент разрыхления грунтов

Вид грунта

 

Объемный вес, г/м3

 
Коэффициент разрыхления 
 

Рыхлый растительный грунт

Пески, уплотненный растительный
грунт

Супеси, легкие суглинки

Тяжелые суглинки

Чистая жирная глина

Мягкие известняки, меловые
породы

Твердые песчаники и известняки

 

1,2

1,5-1,6

1,6

1,75

1,8

2,2

 

 

2,5

            1,2-1,3

1,08-1,25

1,16-1,25

1,18-1,3

1,3-1,4

1,3-1,4

 

 

1,4-1,5

Связность (взаимное сцепление частиц) характеризует способность грунта противостоять воздействию внешних сил, стремящихся разъединить его частицы. С увеличением связности растет удельное сопротивление грунта резанию и размыву.

Липкость (способность грунта прилипать к различным предметам) затрудняет набор связных грунтов во влажном состоянии в рабочий орган и его разгрузку.

От водопроницаемости (способности грунта пропускать воду) и водопоглощаемости (способности грунта поглощать воду) зависит влажность грунта. Влажность (отношение веса воды к весу сухого грунта в процентах) оказывает существенное влияние на связность, липкость и трудность разработки грунтов. Так, сухая глина требует большего уси­лия на рабочем органе для отделения ее слоя от массива, чем влажная, но обладает меньшей липкостью.

Размываемость (способность грунта разрушаться под действием воды протекающей с определенной скоростью) определяет возможность тки и транспортирования грунта гидравлическим способом.

Устойчивость (способность грунта держаться на откосе) часто опре5езопасность работы машины от возможных оползней; она характеризуется углом естественного откоса грунта и зависит от сцепления его частиц между собой.

Под резанием грунта понимается отделение некоторой его части от массива, а копанием - комплекс процессов, связанных с резанием и перемещением вырезанной части грунта относительно рабочего органа.

Удельное сопротивление резанию  (отношение силы, под действием
происходит резание, к площади поперечного сечения срезаемого унта - стружки) и удельное сопротивление копанию (отношение од действием которой грунт вырезается и перемещается в рабочий орган или по рабочему органу, к площади поперечного сечения срезаемого слоя грунта - стружки)  определяют толщину слоя  (стружки) грунта, которую можно снимать при его разработке данной машиной. Удельное сопротивление резанию и копанию измеряется в кг/'см2 или в кгс/м 2.

Каждый грунт по трудности разработки может входить в группу легкоразрабатываемых грунтов одним методом и в группу трудноразрабатываемых грунтов - другим методом.
Грунты по трудности разработки механическим способом делятся на 6 групп:
I группа - растительный грунт, торф, пески и супеси;
II группа - лессовидный суглинок, рыхлый влажный лесс, гравий до 15 мм;
III группа - жирная глина, тяжелый суглинок, крупный гравий, естественной влажности;
VI группа - ломовая глина, суглинок с щебнем, отвердевший лесс, мергель, опоки, трепел;
V и VI группы - скалы и руда, а также мерзлые глинистые и суглинистые грунты.